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鋁礬土是一種礦物，主要成分是氧化鋁的水合物，包括三水鋁石、一水軟鋁石和一水硬鋁石。此外，它還含有少量的鐵氧化物以及鹽類，如硅酸鹽、鈦酸鹽、硫酸鹽和碳酸鹽。鋁礬土主要用于煉鋁和制造耐火材料。鋁礬土
用于煉鋁、制耐火材料的礦物
鋁礬土（英文：aluminous soil；bauxite）又稱礬土或鋁土礦，主要成分為氧化鋁的水合物（三水鋁石、一水軟鋁石和／或一水硬鋁石），還包含了鐵的氧化物以及少量的鹽（硅酸鹽、鈦酸鹽、硫酸鹽和碳酸鹽）等。
基本信息
中文名
鋁礬土
英文名
aluminous soil；bauxite
別名
礬土，鋁土礦
拼音
lvtukuang
主要產(chǎn)地
澳大利亞、中國、非洲
主要成分
三水鋁石、一水軟鋁石、一水硬鋁石
分布區(qū)域
全世界均有分布，主要分布于幾內(nèi)亞、澳大利亞越南、巴西
應(yīng)用產(chǎn)業(yè)
煉鋁工業(yè)、鋼鐵、水泥、玻璃等
顏色
白色、灰色或紅棕色
透明度
不透明
水溶性
不溶于水
密度
3.45g/cm3
硬度
1～3
主要成分
鋁礬土沒有一個特定的組成，它是水合鋁氧化物、鋁氫氧化物、粘土礦物和不溶性物質(zhì)（如石英、赤鐵礦、磁鐵礦、菱鐵礦和戈鐵礦）的混合物。鋁礬土是一種無塑性的粘土狀物質(zhì)，含有高達(dá) 65%左右的氧化鋁。自然界中的鋁礬土主要以三種形態(tài)賦存，即三水合物，一水合物和一水硬鋁石的，如下表所示：
狀態(tài) | 三水鋁石 | 一水軟鋁石 | 一水硬鋁石 |
化學(xué)分子式 | Al2O3·3H2O或Al(OH)3 | Al2O3·H2O或AIOOH | Al2O3·H2O或AIOOH |
氧化鋁含量(%) | 65.35 | 84.97 | 84. 98 |
化合水含量(%) | 34.6 | 15 | 15 |
晶系 | 單斜晶系 | 斜方晶系 | 斜方晶系 |
奠氏硬度 | 2.3一3.5 | 3.5--5 | 6.5-7 |
密 度(g/cm°) | 2.3一2.4 | 3.01 -3.06 | 3.3一3.5 |
基本分類
鋁礬土是由許多不同巖石的徹底風(fēng)化形成的。根據(jù)成礦的不同類型，鋁礬土可以分為以下兩類：紅壤鋁礬土和灰?guī)r鋁礬土，紅壤鋁礬土由火成巖或其他富含硅酸鋁的巖石（花崗巖、片麻巖、玄武巖、正長巖和頁巖等各種硅酸鹽巖）經(jīng)風(fēng)化作用而形成，這種礦床的例子在圭亞那、蘇里南、印度、西非和美國都有。灰?guī)r鋁礬土是灰?guī)r和白云巖的風(fēng)化礦床，其氧化鋁含量較低，是由紅土風(fēng)化和殘余物形成插層粘土層的積累，隨著封閉的石灰?guī)r在化學(xué)風(fēng)化過程中逐漸溶解而濃縮的分散粘土。這種鋁礬土大多以粘土雜質(zhì)的形式存在，該礦床在歐洲以及牙買加和多米尼加均有發(fā)現(xiàn)。
自然分布
鋁礬土在全球普遍存在，除南極洲外的其余大洲均鋁礬土分布，但各區(qū)域儲量差異較大，呈現(xiàn)出高集中度的特點。美國地質(zhì)勘探局2020年發(fā)布的《鋁礬土和氧化鋁》報告顯示，排名儲量前四的國家（幾內(nèi)亞、澳大利亞、越南、巴西）占全球鋁礬土總儲量的 65.7%，中國已探明的鋁礬土儲量為10億噸，居世界第七位。
排序 | 國家 | 年產(chǎn)量（千噸） | 儲量（億噸） |
1 | 澳大利亞 | 8640 | 60 |
2 | 中國 | 7900 | 10 |
3 | 幾內(nèi)亞 | 5700 | 74 |
4 | 巴西 | 2900 | 26 |
5 | 印度 | 2300 | 6.6 |
6 | 印度尼西亞 | 1100 | 12 |
7 | 牙買加 | 1010 | 20 |
8 | 俄羅斯 | 565 | 5 |
9 | 哈薩克斯坦 | 500 | 1.6 |
10 | 越南 | 410 | 37 |
11 | 南阿拉伯 | 389 | 2 |
12 | 希臘 | 180 | 2.5 |
13 | 圭亞那 | 170 | 8.5 |
上述資料來源于： | |||
發(fā)現(xiàn)開采
1821年，法國地質(zhì)學(xué)家貝蒂埃（Pierre Berthier）在萊博（Les Baux）小鎮(zhèn)附近的山上發(fā)現(xiàn)了第一批鋁礬土。于是人們根據(jù)發(fā)現(xiàn)地地名，將發(fā)現(xiàn)的礦土命名為Bauxite，中文意譯為鋁礬土。法國是開采和使用鋁礬土生產(chǎn)氧化鋁最早的國家。1873年，法國在世界上首次開采鋁礬土，1888年，奧地利科學(xué)家拜耳(K.J.Bayer)發(fā)明了一種用于提取氧化鋁的方法，稱為拜耳法，該方法也成為鋁礬土煉鋁工業(yè)的主要手段，其產(chǎn)量約占全世界氧化鋁總產(chǎn)量的 95%左右。1894年2月，法國創(chuàng)辦了世界上第一座工業(yè)規(guī)模氧化鋁廠，該廠煉鋁工藝正是基于拜耳法，這也是世界上使用鋁礬土生產(chǎn)氧化鋁的最早記錄。
制備工藝
氧化鋁的制備是鋁礬土的主要用途，從鋁礬土提取氧化鋁有多種方法，其中拜耳法因流程簡便、性價比高、可回收等成為工業(yè)生產(chǎn)的主要方法。世界范圍內(nèi)使用拜耳法的氧化鋁產(chǎn)量占總產(chǎn)量的 95%左右。拜耳法制備流程主要有
4.洗凈晶體，高溫（950-1200°C）下煅燒，剩余的溶液（母液）可回收使用
形成成因
鋁礬土主要形成于陸地環(huán)境(原地風(fēng)化、湖泊或沼澤)與海陸過渡環(huán)境中。形成鋁礬土的理想化學(xué)分解條件是熱帶氣候交發(fā)生的潮濕和干嫌季節(jié)，這種氣候可促使化學(xué)浸出過程:硅酸鹽和粘土被分解，硅石被去除，氧化鋁和氧化鐵富集起來。在巖孔隙度較大、有植被覆蓋和細(xì)菌活動、地形低且起伏適中的地方，生成的鋁礬土最多:這種條件可使地下水面產(chǎn)生自由運動，侵蝕性小，經(jīng)過漫長的穩(wěn)定化和強烈的交互作用而生成鋁礬土。因此，鋁礬土主要以殘余礦床的形式存在于熱帶或亞熱帶氣候長期風(fēng)化或接近地貌變化侵蝕平原期的地區(qū)，其大多數(shù)礦床為沖積礦床或就地形成的礦床。
不同的地區(qū)，鋁礬土的成礦成因也有所區(qū)別，下表列出了關(guān)于鋁礬土成因的幾種觀點：
世界范圍 | 紅土學(xué)說 | 由各種母巖紅土化形成 |
紅上-粗碎屑沉積學(xué)說 | 由母巖紅土化后的物質(zhì)經(jīng)搬運沉積形成 | |
化學(xué)學(xué)說 | 在湖泊等環(huán)境中化學(xué)沉淀形成 | |
硫酸學(xué)說 | 黃鐵礦氧化形成硫酸，硫酸將鋁溶解后再中和沉淀而形成 | |
熱液-火山沉積假說 | 火山噴發(fā)等熱液作用沉積形成 | |
喀斯特成因說 | 碳酸鹽巖風(fēng)化后堆積形成 | |
中國 | 紅土原地殘積成礦 | 母巖紅土化的殘余物質(zhì)堆積成礦 |
鋁膠體化學(xué)沉淀成礦 | 鋁礬土以膠體溶液的形式搬運在湖泊、海灣、瀉湖等環(huán)境成礦 | |
紅土搬運沉積成礦 | 紅土化后的物質(zhì)遠(yuǎn)距離搬運形成 | |
資料來源于： | ||
相關(guān)應(yīng)用
煉鋁工業(yè) | 生產(chǎn)氧化鋁是鋁礬土最大的用途，約占鋁礬土消費量的 95%。據(jù)估計 90%的氧化鋁用于生產(chǎn)原鋁，這使原鋁生產(chǎn)成為氧化鋁的主要用途有史以來生產(chǎn)的幾乎所有鋁都是由鋁礬土制成的 |
耐火材料 | 含鋁的耐材料抗熱、耐摩擦、硬度高，廣泛用于建筑、鋼鐵等行業(yè) |
研磨料 | 白色熔凝氧化鋁硬度高，粒度細(xì)，廣泛用于光學(xué)拋光，水合氧化鋁硬度較低，用于牙膏的清潔劑，煅燒氧化鋁主要用于黑色金屬加工等場合 |
化工產(chǎn)品 | 鋁礬土可用來生產(chǎn)氯化鋁、硝酸鋁、硫酸鋁等含鋁化學(xué)品 |
水泥 | 鋁礬土主要用于生產(chǎn)高鋁水泥，高鋁水泥具備非常快的凝固速度 |
塑料 | 三水氧化鋁用作塑料工業(yè)的阻燃劑填料 |
鋼鐵 | 煉鐵或者煉鋼中，鋁礬土經(jīng)常用作一種熔渣調(diào)節(jié)劑 |
陶瓷 | 煅燒氧化鋁主要用于生產(chǎn)高氧化鋁陶瓷 |
粘合劑 | 氫氧化鋁作粘合劑和密封劑的填料與補充料 |
吸附劑 | 活性鋁礬土和氧化鋁作吸附劑 |
催化劑 | 活性氧化鋁作催化劑及催化劑載體 |
造紙 | 精細(xì)加工的氫氧化鋁能改善紙張的質(zhì)量 |
路面填料 | 燒結(jié)鋁礬土可作壓力支撐料和路面填料 |
上述資料來源于： | |
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